[发明专利]一种提高加速度计稳定性的锁紧装置

说明书

技术领域

本发明属于结构设计技术领域，涉及一种提高加速度计稳定性的锁 紧装置。

背景技术

加速度计是惯性导航、惯性制导、飞行自动控制系统中最核心的敏 感元件之一，用来测量沿其输入轴作用的常值和低频加速度，无论在航 天航空，还是在其它技术领域都得到了广泛应用。惯性级加速度计常为 闭环摆式结构形式，其主要由信号传感器、力矩器、再平衡电路组成， 它利用闭路系统的负反馈原理把检测质量悬浮在其结构的某一固定位 置上。

加速度计信号传感器是将检测质量的线位移(或角位移)转换为便 于测量的其他物理量的装置，传感器的好坏直接决定了加速度计的性 能。近年来随着型号及其应用领域的发展，对加速度计的静态指标(年 稳定性)和动态指标(振动与冲击)的要求也在不断提高。依照其应用 对象和使用环境，动、静态主要性能要求大体在如下范围：年稳定性： 2×10^-5g；冲击：15g。

惯性导航系统在使用或贮存一定时期后(0.6～1年)，加速度计的 性能指标(即稳定性)可能超标，不能满足导航命中精度要求，要对加 速度计参数进行定期(一般三个月)的标校。通常的做法是利用电模拟 的方法，利用一整套复杂的地面设备和设施来进行测试进行功能性检 测，但是工作量大、维护成本较高。

为了满足加速度计的年稳定性要求和抗环境能力，从国内外的研究 信息可以得出，加速度计的锁紧技术是发展重点之一，即保证加速度计 的传感器锁紧力的年稳定性，同时保证传感器与力矩器的相对位置，以 使得加速度计的动静态指标均得到提升。

先前采用的锁紧装置在设计上，碟形弹簧为等厚度，造成了在实际 锁紧工况下，锁紧力会随着碟形弹簧的塑性变形而发生突变；在工艺方 面，经过冲压成形——时效处理——钝化三大步骤，未能有效提前释放 碟形弹簧的塑性变形。最终导致加速度计的动静态指标远远不能满足设 计要求，成为加速度计的年稳定性进一步提升的“瓶颈”。

发明内容

本发明的目的是提出一种能够延长外场标校周期、降低维护成本的 提高加速度计稳定性的锁紧装置。

本发明的技术解决方案是，锁紧装置包括被锁紧件、中心柱、锥套、 碟形弹簧和螺母，其特征是，在与中心柱间隙配合的锥套上有一个经过 高低温强压处理工艺的碟形弹簧，碟形弹簧为厚度渐变的圆盘状，其中 心厚度是边缘厚度的2～4倍，外径是内孔孔径的3～5倍，碟形弹簧的 总高度是碟形弹簧中心厚度的5倍，碟形弹簧用螺母锁紧在锥套上，锥 套底部贴合在被锁紧件上端。

所述的经过强压处理的碟形弹簧4的处理工艺是：比加速度计最低 的工作温度低10～30℃下，强压24至48小时，压力为不小于2倍的使 碟形弹簧被压缩3/4时所用的力；比加速度计最高的工作温度高10～30 ℃下，强压24至48小时，压力为不小于2倍的使碟形弹簧被压缩3/4 时所用的力，最后随炉空冷。

本发明具有的优点和有益的效果，采用优化设计后的锁紧装置，主 要有以下优点：

1、通过碟形弹簧的结构优化设计，延长“锁紧力-位移”曲线中 的平直段，即在保证锁紧力不变化的同时扩大可容许碟形弹簧塑性变形 的范围；

2、碟形弹簧增加高低温强压处理工艺，减小该碟形弹簧在长期受 力工况下的塑性变形量，即保证锁紧后的碟形弹簧刚度不再发生变化；

3、提高了锁紧力的长期稳定性；

4、保证了被锁紧件之间的位置精度；

5、提升了高精度加速度计的抗环境能力；

6、高精度加速度计的年稳定性提升半个数量级。

本发明所提出的锁紧装置，可解决对装配空间有一定要求的高精度 加速度计内部零件的锁紧问题，保证被紧固件的锁紧力不发生变化，同 时使得关键件之间的位置公差得到保证，最终保证高精度加速度计的年 稳定件。

附图说明

图一是本发明加速度计锁紧装置的结构示意图；

图二是本发明碟形弹簧的示意图；

图三是本发明碟形弹簧的强压处理工艺流程图。

具体实施方式